Determinacion de la densidad in situ

2.2. DETERMINACION DE LA DENSIDAD IN SITU.

E l e n s a y o p e r m i t e o b t e n e r l a d e n s i d a d d e t e r r e n o y a s í v e r i f i c a r l o s r e s u l t a d o s o b t e n i d o s e n f a e n a s d e c o m p a c t a c i ó n d e s u e l o s , e n l a s q u e e x i s t e n e s p e c i f i c a c i o n e s e n c u a n t o a l a h u m e d a d y l a d e n s i d a d . E n t r e l o s m é t o d o s u t i l i z a d o s , s e e n c u e n t r a n e l m é t o d o d e l c o n o d e a r e n a , e l d e l b a l ó n d e c a u c h o e i n s t r u m e n t o s n u c l e a r e s e n t r e o t r o s . T a n t o e l m é t o d o d e l c o n o d e a r e n a c o m o e l d e l b a l ó n d e c a u c h o , s o n a p l i c a b l e s e n s u e l o s c u y o s t a m a ñ o s d e p a r t í c u l a s s e a n m e n o r e s a 5 0 m m . y u t i l i z a n l o s m i s m o s p r i n c i p i o s , o s e a , o b t e n e r e l p e s o d e l s u e l o h ú m e d o ( P h u m ) d e u n a p e q u e ñ a p e r f o r a c i ó n h e c h a s o b r e l a s u p e r f i c i e d e l t e r r e n o y g e n e r a l m e n t e d e l e s p e s o r d e l a c a p a c o m p a c t a d a . O b t e n i d o e l v o l u m e n d e d i c h o a g u j e r o ( V o l . E x c ) , l a d e n s i d a d d e l s u e l o e s t a r á d a d a p o r l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n : γ h u m = P h u m / V o l . E x c ( g r s / c c ) S i s e d e t e r m i n a l u e g o e l c o n t e n i d o d e h u m e d a d ( w ) d e l m a t e r i a l e x t r a í d o , e l p e s o u n i t a r i o s e c o s e r á : γ s e c o = γ h u m / ( 1 + w ) ( g r s / c c )

2 . 2 . 1 . M é t o d o d e l c o n o d e a r e n a s e g ú n N C h 1 5 1 6 O f . 1 9 7 9 . E s e l

m é t o d o l e j o s m á s u t i l i z a d o . R e p r e s e n t a u n a f o r m a i n d i r e c t a d e o b t e n e r e l v o l u m e n d e l a g u j e r o u t i l i z a n d o p a r a e l l o , u n a a r e n a e s t a n d a r i z a d a c o m p u e s t a p o r p a r t í c u l a s c u a r z o s a s , s a n a s , n o c e m e n t a d a s , d e g r a n u l o m e t r í a r e d o n d e a d a y c o m p r e n d i d a e n t r e l a s m a l l a s N º 1 0 A S T M ( 2 , 0 m m . ) y N º 3 5 A S T M ( 0 , 5 m m . ) . - E q u i p o n e c e s a r i o .

- A p a r a t o c o n o d e a r e n a , c o m p u e s t o p o r u n a v á l v u l a c i l í n d r i c a d e

1 2 , 5 m m . d e a b e r t u r a , c o n u n e x t r e m o t e r m i n a d o e n e m b u d o y e l o t r o a j u s t a d o a l a b o c a d e u n r e c i p i e n t e d e a p r o x i m a d a m e n t e 4 l t s . d e c a p a c i d a d . E l a p a r a t o d e b e r á l l e v a r u n a p l a c a b a s e , c o n u n o r i f i c i o c e n t r a l d e i g u a l d i á m e t r o a l d e l e m b u d o ( f i g u r a 2 . 1 1 . ) .

- A r e n a e s t a n d a r i z a d a , l a c u a l d e b e r á s e r l a v a d a y s e c a d a e n h o r n o

h a s t a m a s a c o n s t a n t e . G e n e r a l m e n t e s e u t i l i z a a r e n a d e O t t a w a , q u e c o r r e s p o n d e a u n m a t e r i a l q u e p a s a p o r l a m a l l a N º 2 0 A S T M ( 0 , 8 5 m m . ) y q u e d a r e t e n i d a e n l a m a l l a N º 3 0 A S T M ( 0 , 6 0 m m . ) .

- D o s b a l a n z a s , d e c a p a c i d a d s u p e r i o r a 1 0 k g s . y 1 0 0 0 g r s . , c o n

p r e c i s i ó n d e 1 g r . y d e 0 , 0 1 g r . R e s p e c t i v a m e n t e . - E q u i p o d e s e c a d o , p o d r á s e r u n h o r n i l l o o e s t u f a d e t e r r e n o .

- M o l d e p a t r ó n d e c o m p a c t a c i ó n d e 4 ” d e d i á m e t r o y 9 4 4 c c . d e

c a p a c i d a d .

F i g u r a 2 . 1 1 . E q u i p o d e d e n s i d a d i n s i t u . F u e n t e : V a l l e R o d a s R . , 1 9 8 2 .

- H e r r a m i e n t a s y a c c e s o r i o s . R e c i p i e n t e s h e r m é t i c o s c o n t a p a ,

m a r t i l l o , c i n c e l , t a m i c e s , p o r u ñ a , e s p á t u l a , b r o c h a y r e g l a m e t á l i c a .

- P r o c e d i m i e n t o .

- D e t e r m i n a c i ó n d e l a d e n s i d a d a p a r e n t e s u e l t a d e l a a r e n a

e s t a n d a r i z a d a . S e p e s a e l m o l d e d e c o m p a c t a c i ó n ( W 1 ) c o n s u b a s e a j u s t a d a y s e v e r i f i c a s u v o l u m e n ( V 1 ) .

S e c o l o c a e l m o l d e s o b r e u n a s u p e r f i c i e p l a n a , f i r m e y h o r i z o n t a l , m o n t a n d o e n e l l a p l a c a b a s e y e l a p a r a t o d e d e n s i d a d , p r o c u r a n d o q u e l a o p e r a c i ó n s e a s i m i l a r a l a q u e s e d e s a r r o l l a r á e n t e r r e n o . L u e g o s e a b r e l a v á l v u l a y s e d e j a e s c u r r i r l a a r e n a h a s t a l l e n a r e l m o l d e , s e c i e r r a l a v á l v u l a , s e r e t i r a n e l a p a r a t o d e d e n s i d a d y l a p l a c a b a s e y s e p r o c e d e a e n r a s a r c u i d a d o s a m e n t e e l m o l d e , s i n p r o d u c i r v i b r a c i ó n , r e g i s t r a n d o e l p e s o d e l m o l d e m á s l a a r e n a q u e c o n t i e n e . E s t a o p e r a c i ó n s e r e p e t i r á h a s t a o b t e n e r , a l o m e n o s , t r e s p e s a d a s q u e n o d i f i e r a n e n t r e s í m á s d e u n 1 % . P r o m e d i a n d o l o s v a l o r e s , s e o b t i e n e e l p e s o d e l m o l d e c o n a r e n a ( W 2 ) y s e d e t e r m i n a l a d e n s i d a d a p a r e n t e s u e l t a d e l a a r e n a .

- D e t e r m i n a c i ó n d e l p e s o d e a r e n a n e c e s a r i o p a r a l l e n a r e l c o n o y e l e s p a c i o d e l a p l a c a b a s e . S e l l e n a e l a p a r a t o d e d e n s i d a d c o n a r e n a r e g i s t r a n d o e l p e s o d e l c o n j u n t o ( W 3 ) .

L u e g o s e c o l o c a l a p l a c a b a s e s o b r e u n a s u p e r f i c i e p l a n a , f i r m e y h o r i z o n t a l , m o n t a n d o e n e l l a e l a p a r a t o d e d e n s i d a d . S e a b r e l a v á l v u l a y s e e s p e r a h a s t a n o t a r q u e l a a r e n a h a p a r a d o d e f l u i r , m o m e n t o e n e l c u a l s e c i e r r a l a v á l v u l a . F i n a l m e n t e s e r e g i s t r a e l p e s o d e l a p a r a t o d e d e n s i d a d m á s l a a r e n a r e m a n e n t e ( W 4 ) . E s t a o p e r a c i ó n s e r e p e t i r á p a r a o b t e n e r u n s e g u n d o v a l o r q u e s e p r o m e d i a r á c o n e l a n t e r i o r y p o r d i f e r e n c i a d e p e s o s s e o b t e n d r á l a m a s a d e a r e n a q u e l l e n a e l c o n o y e l e s p a c i o d e l a p l a c a b a s e ( W 5 ) .

- D e t e r m i n a c i ó n d e l v o l u m e n d e l a g u j e r o . N i v e l a d a l a s u p e r f i c i e a

e n s a y a r , s e c o l o c a l a p l a c a b a s e y s e p r o c e d e a e x c a v a r u n a g u j e r o d e n t r o d e l a a b e r t u r a d e é s t a . E l v o l u m e n d e s u e l o m á s o m e n o s a r e m o v e r , s e r á e l i n d i c a d o e n l a t a b l a d e l a f i g u r a 2 . 1 2 . , l a c u a l e s t a e n f u n c i ó n d e l t a m a ñ o m á x i m o d e l a s p a r t í c u l a s d e l s u e l o . E s t e m a t e r i a l e x t r a í d o s e r á d e p o s i t a d o d e n t r o d e u n r e c i p i e n t e h e r m é t i c o .

L u e g o s e p e s a e l a p a r a t o d e d e n s i d a d c o n e l t o t a l d e a r e n a ( W 8 ) , e l q u e e s p u e s t o e n s e g u i d a s o b r e l a a b e r t u r a d e l a p l a c a b a s e y s e a b r e l a v á l v u l a d e j a n d o e s c u r r i r l a a r e n a h a s t a q u e s e d e t e n g a , m o m e n t o e n e l c u a l s e c i e r r a l a v á l v u l a y s e d e t e r m i n a e l p e s o d e l a p a r a t o d e d e n s i d a d m á s l a a r e n a r e m a n e n t e ( W 9 ) . F i n a l m e n t e , s e r e c u p e r a l a a r e n a d e e n s a y e d e s d e d e n t r o d e l a g u j e r o y s e d e j a e n u n e n v a s e a p a r t e , d e m o d o d e r e a c o n d i c i o n a r l a p a r a p o d e r v o l v e r a u t i l i z a r l a e n o t r a t o m a d e d e n s i d a d .

T a m a ñ o m á x i m o d e l a s

p a r t í c u l a s d e l s u e l o ( m m . )

T a m a ñ o m í n i m o d e l a p e r f o r a c i ó n ( c m 3 )

T a m a ñ o m í n i m o d e l a m u e s t r a p a r a d e t e r m i n a r l a

h u m e d a d ( g r s . ) 5 0 2 8 0 0 1 0 0 0 2 5 2 1 0 0 5 0 0

1 2 , 5 1 4 0 0 2 5 0 5 7 0 0 1 0 0

F i g u r a 2 . 1 2 . T a b l a d e v a l o r e s m í n i m o y m á x i m o p a r a d e t e r m i n a r h u m e d a d . F u e n t e : N C h 1 5 1 6 O f . 1 9 7 9 .

- D e t e r m i n a c i ó n d e l a m a s a s e c a d e m a t e r i a l e x t r a í d o . E l m a t e r i a l

r e m o v i d o s e d e p o s i t a e n u n r e c i p i e n t e h e r m é t i c o a l q u e p r e v i a m e n t e s e l e d e t e r m i n ó s u p e s o ( W 6 ) . E l c o n j u n t o s e p e s a p a r a o b t e n e r e l p e s o d e l m a t e r i a l m á s e l r e c i p i e n t e ( W 7 ) .

L u e g o , d e n t r o d e l r e c i p i e n t e s e m e z c l a e l m a t e r i a l y s e o b t i e n e u n a m u e s t r a r e p r e s e n t a t i v a ( W 1 0 ) s e g ú n l a t a b l a 2 . 1 2 . p a r a d e t e r m i n a r m e d i a n t e s e c a d o a e s t u f a e n t e r r e n o , e l p e s o d e l a m u e s t r a s e c a ( W 1 1 ) y p o r e n d e s u h u m e d a d ( w ) . F i n a l m e n t e , s e e x t r a e o t r a m u e s t r a r e p r e s e n t a t i v a l a q u e s e d e p o s i t a d e n t r o d e u n e n v a s e s e l l a d o p a r a o b t e n e r l a h u m e d a d e n l a b o r a t o r i o , l a q u e s e c o m p a r a c o n l a d e t e r r e n o .

- C á l c u l o s .

- C a l c u l a r l a d e n s i d a d a p a r e n t e s u e l t a ( D A S ) o p e s o u n i t a r i o s u e l t o

d e l a a r e n a , m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

D A S = ( W 2 - W 1 ) / V 1 ( g r s / c c ) d o n d e : W 1 = p e s o d e l m o l d e d e c o m p a c t a c i ó n ( g r s . ) W 2 = p e s o d e l m o l d e m á s a r e n a e s t a n d a r i z a d a ( g r s . ) V 1 = v o l u m e n d e l m o l d e d e c o m p a c t a c i ó n ( c c . )

- C a l c u l a r e l p e s o d e a r e n a ( W 5 ) p a r a l l e n a r e l c o n o y e l e s p a c i o

d e l a p l a c a b a s e , m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

W 5 = W 3 - W 4 ( g r s ) d o n d e : W 3 = p e s o a p a r a t o d e d e n s i d a d l l e n o d e a r e n a ( g r s . ) W 4 = p e s o a p a r a t o d e d e n s i d a d c o n a r e n a r e m a n e n t e

( g r s . )

- C a l c u l a r e l c o n t e n i d o d e h u m e d a d ( w ) d e l m a t e r i a l r e m o v i d o :

w = ( W 1 0 - W 1 1 ) / W 1 1 * 1 0 0 ( % ) d o n d e : W 1 0 = p e s o d e l a m u e s t r a r e p r e s e n t a t i v a h ú m e d a ( g r s . ) W 1 1 = p e s o d e l a m u e s t r a r e p r e s e n t a t i v a s e c a ( g r s . )

- C a l c u l a r e l p e s o d e l m a t e r i a l s e c o e x t r a í d o ( W 1 2 ) :

W 1 2 = ( W 7 - W 6 ) / ( w + 1 0 0 ) * 1 0 0 ( % ) d o n d e : W 6 = p e s o d e l r e c i p i e n t e h e r m é t i c o ( g r s . ) W 7 = p e s o d e l r e c i p i e n t e h e r m é t i c o m á s e l s u e l o h ú m e d o ( g r s . )

- C a l c u l a r e l v o l u m e n ( V ) d e l m a t e r i a l e x t r a í d o :

V = ( W 8 - W 9 - W 5 ) / D A S ( c c ) d o n d e : W 8 = p e s o d e l a p a r a t o d e d e n s i d a d l l e n o d e a r e n a ( g r s . ) W 9 = p e s o d e l a p a r a t o d e d e n s i d a d c o n a r e n a r e m a n e n t e ( g r s . )

- C a l c u l a r e l p e s o u n i t a r i o o d e n s i d a d s e c a i n s i t u ( γ d ) d e l m a t e r i a l

e x t r a í d o , m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

γ d = W 1 2 / V ( g r s / c c )

- O b s e r v a c i o n e s .

- G e n e r a l m e n t e e s d e s e a b l e c o n t a r c o n u n a a r e n a u n i f o r m e o d e u n s o l o t a m a ñ o p a r a e v i t a r p r o b l e m a s d e s e g r e g a c i ó n , d e m o d o q u e c o n l a s c o n d i c i o n e s d e v a c i a d o p u e d a l o g r a r s e l a m i s m a d e n s i d a d , d e l s u e l o q u e s e e n s a y a .

- E n e l m o m e n t o d e e n s a y o e n t e r r e n o , s e d e b e e v i t a r c u a l q u i e r

t i p o d e v i b r a c i ó n e n e l á r e a c i r c u n d a n t e , y a q u e e s t o p u e d e p r o v o c a r i n t r o d u c i r u n e x c e s o d e a r e n a e n e l a g u j e r o .

- E n s u e l o s e n q u e p r e d o m i n a n l a s p a r t í c u l a s g r u e s a s e s

r e c o m e n d a b l e d e t e r m i n a r l a h u m e d a d s o b r e e l t o t a l d e l m a t e r i a l e x t r a í d o .

2 . 2 . 2 . M é t o d o c o n d e n s í m e t r o n u c l e a r . L a d e t e r m i n a c i ó n d e l a d e n s i d a d

t o t a l ó d e n s i d a d h ú m e d a a t r a v é s d e e s t e m é t o d o , e s t á b a s a d a e n l a i n t e r a c c i ó n d e l o s r a y o s g a m m a p r o v e n i e n t e s d e u n a f u e n t e r a d i a c t i v a y l o s e l e c t r o n e s d e l a s ó r b i t a s e x t e r i o r e s d e l o s á t o m o s d e l s u e l o , l a c u a l e s c a p t a d a p o r u n d e t e c t o r g a m m a s i t u a d o a c o r t a d i s t a n c i a d e l a f u e n t e e m i s o r a , s o b r e , d e n t r o o a d y a c e n t e a l m a t e r i a l a m e d i r . C o m o e l n ú m e r o d e e l e c t r o n e s p r e s e n t e p o r u n i d a d d e v o l u m e n d e s u e l o e s p r o p o r c i o n a l a l a d e n s i d a d d e é s t e , e s p o s i b l e c o r r e l a c i o n a r e l n ú m e r o r e l a t i v o d e r a y o s g a m m a d i s p e r s o s c o n e l n ú m e r o d e r a y o s d e t e c t a d o s p o r u n i d a d d e t i e m p o , e l c u a l e s i n v e r s a m e n t e p r o p o r c i o n a l a l a d e n s i d a d h ú m e d a d e l m a t e r i a l . L a l e c t u r a d e l a i n t e n s i d a d d e l a r a d i a c i ó n , e s c o n v e r t i d a a m e d i d a d e d e n s i d a d h ú m e d a p o r m e d i o d e u n a c u r v a d e c a l i b r a c i ó n a p r o p i a d a d e l e q u i p o .

E x i s t e n t r e s f o r m a s p a r a h a c e r l a s d e t e r m i n a c i o n e s , r e t r o d i s p e r s i ó n , t r a n s m i s i ó n d i r e c t a y c o l c h ó n d e a i r e , e n t r e g a n d o r e s u l t a d o s s a t i s f a c t o r i o s e n e s p e s o r e s a p r o x i m a d o s d e 5 0 a 3 0 0 m m . ( f i g u r a 2 . 1 3 . ) . E s t o s m é t o d o s s o n ú t i l e s c o m o t é c n i c a s r á p i d a s n o d e s t r u c t i v a s s i e m p r e y c u a n d o e l m a t e r i a l b a j o e n s a y e s e a h o m o g é n e o . - C a l i b r a c i ó n d e l e q u i p o .

- C u r v a s d e c a l i b r a d o . E s t a s s e e s t a b l e c e n d e t e r m i n a n d o l a r a z ó n

d e c o n t e o n u c l e a r d e c a d a u n o d e v a r i o s m a t e r i a l e s d e d e n s i d a d e s c o n o c i d a s , t r a z a n d o l a r a z ó n d e c o n t e o c o n t r a d e n s i d a d y a j u s t a n d o u n a c u r v a a t r a v é s d e l o s p u n t o s r e s u l t a n t e s . E l m é t o d o u s a d o p a r a e s t a b l e c e r l a c u r v a , e s e l m i s m o q u e s e u s a p a r a d e t e r m i n a r l a d e n s i d a d i n s i t u . L a d e n s i d a d d e l o s m a t e r i a l e s u s a d o s p a r a e s t a b l e c e r l a c u r v a ( c o m o p o r e j e m p l o b l o q u e s d e g r a n i t o , a l u m i n i o , m a g n e s i o , c a l i z a , e t c . ) , d e b e n s e r u n i f o r m e s y v a r i a r d e n t r o d e u n r a n g o d e d e n s i d a d e s q u e i n c l u y a l a d e l s u e l o a m e d i r .

F i g u r a 2 . 1 3 . M é t o d o s d e e n s a y o . F u e n t e : M a n u a l d e c o m p a c t a c i ó n C A T . , 1 9 9 0 .

L a s c u r v a s d e c a l i b r a c i ó n d e b e r á n c h e q u e a r s e s i e l e q u i p o e s t a r e c i é n a d q u i r i d o o s i l o s r e s u l t a d o s d e l o s e n s a y o s d e r u t i n a s e e s t i m a n q u e s e a n i n e x a c t o s . S i s e u t i l i z a e l m é t o d o d e l c o n o d e a r e n a p a r a c h e q u e a r l a c u r v a d e c a l i b r a c i ó n , s e c o m p a r a e l p r o m e d i o d e p o r l o m e n o s 5 m e d i c i o n e s c o n e l i n s t r u m e n t o n u c l e a r y u n a c o n e l c o n o d e a r e n a e n e x a c t a m e n t e l a m i s m a p o s i c i ó n e n t e r r e n o . S i l a d e n s i d a d d e c a d a u n o d e l o s e n s a y e s d e c o m p a r a c i ó n d e t e r m i n a d o s p o r e l c o n o d e a r e n a v a r í a m e n o s d e 0 , 0 8 g r s / c c d e l a d e n s i d a d d e t e r m i n a d a p o r e l i n s t r u m e n t o n u c l e a r y s i e l p r o m e d i o d e l o s e n s a y e s d e l c o n o d e a r e n a d i f i e r e m e n o s d e 0 , 0 3 2 g r s / c c d e l p r o m e d i o d e l a s m e d i c i o n e s n u c l e a r e s , n o e s n e c e s a r i o h a c e r a j u s t e s a l a c u r v a d e c a l i b r a c i ó n . P o r e l c o n t r a r i o , s i e l p r o m e d i o d e l a s d e t e r m i n a c i o n e s d e d e n s i d a d p o r e l c o n o d e a r e n a e s t a a m á s d e 0 , 0 3 2 g r s / c c p o r s o b r e ó b a j o d e l p r o m e d i o d e l a s m e d i c i o n e s n u c l e a r e s , l o s e n s a y e s s i g u i e n t e s d e b e n s e r a j u s t a d o s e n e l m o n t o d e l a d i f e r e n c i a d e l o s p r o m e d i o s , t r a z a n d o a s í u n a c u r v a d e c a l i b r a c i ó n c o r r e g i d a , q u e s e r á p a r a l e l a a l a o r i g i n a l .

- P r e c i s i ó n . L a p r e c i s i ó n ( P ) d e l s i s t e m a e s t a d e t e r m i n a d a p o r l a

g r a d i e n t e d e l a c u r v a d e c a l i b r a c i ó n y l a d e s v i a c i ó n s t a n d a r d d e l o s r a y o s g a m m a d e t e c t a d o s e n c u e n t a s p o r m i n u t o ( C P M ) , m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n : P = S / m ; d o n d e : S = d e s v i a c i ó n n o r m a l ( C P M ) m = g r a d i e n t e ( C P M / k g s / m 3 ) S e d e t e r m i n a l a p e n d i e n t e d e l a c u r v a d e c a l i b r a c i ó n e n e l p u n t o 1 7 6 0 k g s / m 3 e n C P M p o r k g s . p o r m 3 . L u e g o s e d e t e r m i n a l a d e s v i a c i ó n n o r m a l d e 1 0 l e c t u r a s r e p e t i t i v a s d e 1 m i n u t o , c a d a u n a t o m a d a s e n u n m i s m o p u n t o , e n u n m a t e r i a l q u e t e n g a u n a d e n s i d a d d e 1 7 6 0 ± 8 0 k g s / m 3 . S i e l v a l o r r e s u l t a n t e ( P ) e s m e n o r q u e 2 0 k g s / m 3 , e l e q u i p o s e c o n s i d e r a r á e n e s t a d o ó p t i m o .

- N o r m a l i z a c i ó n . C a d a d í a d e u s o y c u a n d o l a s m e d i d a s d e l o s

e n s a y o s s e a n d u d o s a s , s e c h e q u e a r á l a o p e r a c i ó n d e l e q u i p o c o n u n p a t r ó n d e r e f e r e n c i a p r o v i s t o c o n c a d a m e d i d o r .

L u e g o d e e m p l e a r u n t i e m p o d e e s t a b i l i z a c i ó n p a r a e l e q u i p o d e a c u e r d o a l a s i n s t r u c c i o n e s d e l f a b r i c a n t e , s e r e a l i z a n p o r l o m e n o s 4 l e c t u r a s r e p e t i t i v a s d e 1 m i n u t o c a d a u n a s o b r e e l p a t r ó n d e r e f e r e n c i a . L o s l í m i t e s d e a c e p t a c i ó n e s t á n d a d o s p o r l a e x p r e s i ó n : N s = N o ± 1 , 9 6 √ N o

d o n d e : N s = c u e n t a m e d i d a a l c h e q u e a r l a o p e r a c i ó n s o b r e e l

p a t r ó n d e r e f e r e n c i a N o = c u e n t a e s t a b l e c i d a p r e v i a m e n t e e n e l p a t r ó n d e

r e f e r e n c i a ( p r o m e d i o d e 1 0 l e c t u r a s )

L o s c r i t e r i o s d e e v a l u a c i ó n s e r á n :

- s i l a m e d i a d e l a s l e c t u r a s r e p e t i t i v a s e s t a f u e r a d e l o s l í m i t e s d e a c e p t a c i ó n , s e r e p i t e e l c h e q u e o ,

- s i e l s e g u n d o c h e q u e o c u m p l e c o n l o s l í m i t e s d e a c e p t a c i ó n , e l e q u i p o s e c o n s i d e r a r á e n c o n d i c i o n e s s a t i s f a c t o r i a s ,

- s i e l s e g u n d o c h e q u e o n o c u m p l e c o n l o s l í m i t e s e s t a b l e c i d o s , d e b e r á c h e q u e a r s e l a c u r v a d e c a l i b r a c i ó n ,

- s i e l c h e q u e o d e l a c u r v a d e c a l i b r a c i ó n m u e s t r a q u e n o h a y c a m b i o s s i g n i f i c a t i v o s e n e l l a , s e d e b e r á e f e c t u a r u n n u e v o c o n t e o d e r e f e r e n c i a ( N o ) y

- s i e l c h e q u e o d e l a c u r v a d e c a l i b r a c i ó n m u e s t r a q u e n o h a y d i f e r e n c i a s s i g n i f i c a t i v a s , r e p a r a r y r e c a l i b r a r e l i n s t r u m e n t o .

- M é t o d o r e t r o d i s p e r s i ó n .

- E q u i p o n e c e s a r i o .

- F u e n t e g a m m a e m i s o r a d e i s ó t o p o s r a d i a c t i v o s , e n c a p s u l a d a y

s e l l a d a . - D i s p o s i t i v o d e l e c t u r a , e l c u a l n o r m a l m e n t e c o n t i e n e l a f u e n t e

d e a l t o v o l t a j e n e c e s a r i a p a r a o p e r a r e l d e t e c t o r y u n a f u e n t e d e b a j o v o l t a j e p a r a o p e r a r e l d i s p o s i t i v o d e l e c t u r a y e q u i p o s a c c e s o r i o s .

- D e t e c t o r g a m m a . - P a t r ó n d e r e f e r e n c i a , d e d e n s i d a d u n i f o r m e e i n v a r i a b l e , p a r a

c h e q u e a r l a o p e r a c i ó n d e l e q u i p o . - C a j a s d e c o n s t r u c c i ó n s ó l i d a q u e d e b e r á n e s t a r p r o v i s t o s l o s

i n s t r u m e n t o s m e n c i o n a d o s , d e m o d o d e p r o t e g e r l o s d e l a h u m e d a d y d e l p o l v o .

- H e r r a m i e n t a s y a c c e s o r i o s . P l a n a o e s c o b i l l a p a r a e m p a r e j a r l a s u p e r f i c i e d e l t e r r e n o .

- P r o c e d i m i e n t o . S e s e l e c c i o n a u n l u g a r d e e n s a y e d o n d e e l

m e d i d o r q u e d e u b i c a d o a m á s d e 1 5 0 m m . d e d i s t a n c i a d e c u a l q u i e r p r o y e c c i ó n v e r t i c a l .

E l l u g a r a e n s a y a r , d e b e r á s e r r e m o v i d o d e t o d o m a t e r i a l s u e l t o y d i s g r e g a d o . E l á r e a h o r i z o n t a l s e r á l a n e c e s a r i a p a r a a c o m o d a r e l m e d i d o r , a p l a n á n d o l a h a s t a d e j a r l a l i s a d e m o d o d e o b t e n e r e l m á x i m o c o n t a c t o e n t r e e l m e d i d o r y e l á r e a a e n s a y a r . E l m á x i m o h u e c o p o r d e b a j o d e l m e d i d o r n o p o d r á e x c e d e r l o s 3 m m . , e n c a s o c o n t r a r i o , s e r e l l e n a r á c o n a r e n a f i n a p a r a e m p a r e j a r l a s u p e r f i c i e . F i n a l m e n t e , s e a s i e n t a y e s t a b i l i z a e l m e d i d o r p a r a t o m a r u n a o m á s l e c t u r a s d e 1 m i n u t o c a d a u n a ( f i g u r a 2 . 1 4 . ) .

- C á l c u l o . D e t e r m i n a r l a d e n s i d a d h ú m e d a i n s i t u u t i l i z a n d o l a

c u r v a d e c a l i b r a c i ó n p r e v i a m e n t e e s t a b l e c i d a .

- O b s e r v a c i o n e s .

- L a d e n s i d a d d e t e r m i n a d a , n o e s n e c e s a r i a m e n t e e l p r o m e d i o d e l a s d e n s i d a d e s e n e l i n t e r i o r d e l v o l u m e n e n v u e l t o e n l a m e d i c i ó n .

- E l e q u i p o u t i l i z a m a t e r i a l e s r a d i a c t i v o s q u e p u e d e n s e r p e l i g r o s o s p a r a l a s a l u d d e l o s o p e r a r i o s a m e n o s q u e s e t o m e n l a s p r e c a u c i o n e s a d e c u a d a s .

- L o s r e s u l t a d o s o b t e n i d o s p u e d e n s e r a f e c t a d o s p o r l a c o m p o s i c i ó n q u í m i c a , l a h e t e r o g e n e i d a d o l a t e x t u r a d e l a s u p e r f i c i e d e l m a t e r i a l m e d i d o ( e j e m p l o : m a t e r i a l e s o r g á n i c o s c o n a l t o c o n t e n i d o d e s a l ) .

- L a c o l o c a c i ó n d e l m e d i d o r e n l a s u p e r f i c i e d e l m a t e r i a l a m e d i r , e s c r í t i c a p a r a l a e x i t o s a d e t e r m i n a c i ó n d e l a d e n s i d a d . L a c o n d i c i ó n ó p t i m a e s e l c o n t a c t o t o t a l e n t r e l a s u p e r f i c i e d e l m e d i d o r y l a d e l m a t e r i a l b a j o e n s a y e . C o m o e s t o n o e s p o s i b l e e n t o d o s l o s c a s o s , p a r a c o r r e g i r l a s i r r e g u l a r i d a d e s d e l a s u p e r f i c i e , s e u t i l i z a u n a a r e n a f i n a o m a t e r i a l s i m i l a r . E l e s p e s o r d e l r e l l e n o n o d e b e r á e x c e d e r l o s 3 m m . y e l á r e a t o t a l r e l l e n a d a n o d e b e s e r m a y o r q u e e l 1 0 % d e l á r e a d e l a b a s e d e l m e d i d o r .

- A l m o m e n t o d e l a m e d i c i ó n , n o d e b e h a b e r o t r a f u e n t e d e r a d i a c i ó n c e r c a n a a l m e d i d o r q u e p u e d a a l t e r a r l o s r e s u l t a d o s .

- M é t o d o t r a n s m i s i ó n d i r e c t a . L o q u e v a r í a c o n r e s p e c t o a l m é t o d o

a n t e r i o r , e s q u e l a f u e n t e e m i s o r a o e l d e t e c t o r p u e d e n s e r a l o j a d o s d e n t r o d e u n a s o n d a q u e s e i n s e r t a e n i n c r e m e n t o s d e 5 0 m m . , e n u n a g u j e r o h e c h o c o n a n t e r i o r i d a d e n e l m a t e r i a l a m e d i r . L a s o n d a a l s e r r e m o v i d a a l a m a r c a d e p r o f u n d i d a d d e s e a d a , d e b e r á q u e d a r e n í n t i m o c o n t a c t o c o n l a p a r e d d e l a g u j e r o a l m o m e n t o d e r e a l i z a r l a s l e c t u r a s .

- M é t o d o c o l c h ó n d e a i r e . S e d i f e r e n c i a d e l o s m é t o d o s a n t e r i o r e s e n

q u e e l e q u i p o m e d i d o r s e c o l o c a s o b r e u n o s s o p o r t e s o e s p a c i a d o r e s q u e p r o d u c e n u n e s p a c i o v a c í o ( c o l c h ó n d e a i r e ) e n t r e l a b a s e d e l m e d i d o r y e l á r e a d e l a s u p e r f i c i e d e t e r r e n o a e n s a y a r . S e r e q u i e r e a d e m á s t o m a r u n a o m á s l e c t u r a s e n l a p o s i c i ó n d e r e t r o d i s p e r s i ó n p a r a c h e q u e a r l a s m e d i c i o n e s .

F i g u r a 2 . 1 4 . D e n s í m e t r o n u c l e a r e n f u n c i o n a m i e n t o . F u e n t e : E L E I n t e r n a c i o n a l L t d a . , 1 9 9 3 .

2 . 2 . 3 . O t r o s m é t o d o s p a r a d e t e r m i n a c i ó n d e d e n s i d a d e s i n s i t u .

- M é t o d o d e l b a l ó n d e c a u c h o . A t r a v é s d e e s t e m é t o d o , s e o b t i e n e d i r e c t a m e n t e e l v o l u m e n d e l a g u j e r o d e j a d o p o r e l s u e l o q u e s e h a e x t r a í d o . P o r m e d i o d e u n c i l i n d r o g r a d u a d o , s e l e e e l v o l u m e n d e a g u a b o m b e a d o q u e l l e n a l a c a v i d a d p r o t e g i d a c o n e l b a l ó n d e c a u c h o q u e i m p i d e l a a b s o r c i ó n d e l a g u a e n e l t e r r e n o . C o m o v e n t a j a , e s t e m é t o d o r e s u l t a s e r m á s d i r e c t o y r á p i d o q u e e l c o n o d e a r e n a , p e r o e n t r e s u s d e s v e n t a j a s s e e n c u e n t r a n l a p o s i b i l i d a d d e r u p t u r a d e l b a l ó n o l a i m p r e c i s i ó n e n a d a p t a r s e a l a s p a r e d e s d e l a g u j e r o , p r o d u c t o d e c a v i d a d e s i r r e g u l a r e s o p r o y e c c i o n e s a g u d a s l o q u e l o h a c e n p o c o u t i l i z a d o .

- M é t o d o d e l d e n s í m e t r o d e m e m b r a n a . A p l i c a b l e a s u e l o s d o n d e

p r e d o m i n a l a g r a v a m e d i a y g r u e s a . U n a v e z n i v e l a d a l a s u p e r f i c i e , s e c o l o c a u n a n i l l o m e t á l i c o d e d i á m e t r o a p r o x i m a d o d e 2 m t . y s e p r o c e d e a e x c a v a r e l m a t e r i a l q u e e n c i e r r a e l a n i l l o e n u n a p r o f u n d i d a d a p r o x i m a d a d e 3 0 c m .

U n a v e z r e m o v i d o e l m a t e r i a l , s e c o l o c a u n a m e m b r a n a p l á s t i c a q u e s e a d a p t a p e r f e c t a m e n t e a l i n t e r i o r d e l a n i l l o y a l f o n d o d e l a g r a v a . E s t a m e m b r a n a s e l l e n a c o n a g u a , r e g i s t r a n d o e l v o l u m e n q u e l l e n a l a c a v i d a d y q u e c o r r e s p o n d e r á a l v o l u m e n d e m a t e r i a l e x t r a í d o .

- M é t o d o d e l c o n o g i g a n t e . A p l i c a b l e a s u e l o s d o n d e p r e d o m i n a n l a s

p a r t í c u l a s m a y o r e s a 5 0 m m . o e n s u e l o s c o m o g r a v a s u n i f o r m e s , e n d o n d e l a u t i l i z a c i ó n d e l a a r e n a n o r e s u l t a c o n v e n i e n t e p u e s t o q u e e s t a o c u p a r í a l o s v a c í o s q u e o r i g i n a l m e n t e p o s e e n l a s g r a v a s . E n r e e m p l a z o d e a r e n a , e s c o m ú n u t i l i z a r g r a v i l l a o b o l i t a s d e v i d r i o .

- M é t o d o m e d i a n t e b l o q u e s . S e u t i l i z a p a r a d e t e r m i n a r l a d e n s i d a d

d e s u e l o s c o h e s i v o s e n e s t a d o n a t u r a l , e n s u e l o s c o m p a c t a d o s y

s u e l o s e s t a b i l i z a d o s , d o n d e s e d e t e r m i n a e l p e s o y v o l u m e n d e m u e s t r a s e n e s t a d o i n a l t e r a d o . E s t a s m u e s t r a s s o n e x t r a í d a s c u i d a d o s a m e n t e m e d i a n t e u n c u c h i l l o o e s p á t u l a y s o n r e c u b i e r t a s c o n p a r a f i n a s ó l i d a . D e l a p a r e d d e l a e x c a v a c i ó n s e e x t r a e u n a m u e s t r a r e p r e s e n t a t i v a p a r a d e t e r m i n a r e l c o n t e n i d o d e h u m e d a d . L a m u e s t r a n o p e r t u r b a d a , s e p e s a y s e d e t e r m i n a s u v o l u m e n a l d e p o s i t a r l a d e n t r o d e u n s i f ó n , l e y e n d o e n u n c i l i n d r o g r a d u a d o e l v o l u m e n d e a g u a d e s p l a z a d o a l c u a l s e l e d e b e r e s t a r e l v o l u m e n d e p a r a f i n a q u e r e c u b r e l a m u e s t r a p a r a l o c u a l e s n e c e s a r i o s a b e r l a d e n s i d a d d e é s t a .

E n l a t a b l a d e l a f i g u r a 2 . 1 5 . s e s e ñ a l a n l o s v o l ú m e n e s m í n i m o d e m u e s t r a s e g ú n e l t a m a ñ o m á x i m o d e p a r t í c u l a s d e l s u e l o .

T a m a ñ o m á x i m o d e p a r t í c u l a s

( m m . ) V o l u m e n m í n i m o d e l a m u e s t r a ( c m 3 )

5 7 5 0 1 0 1 5 0 0 2 5 2 0 0 0 5 0 3 0 0 0 8 0 4 0 0 0

F i g u r a 2 . 1 5 . V o l u m e n m í n i m o a e n s a y a r ( G e o t e c n i a L N V . 1 9 9 3 . )

UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISO ESCUELA DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

DENSIDAD IN SITU Proyecto : Ubicación : Descripción del suelo : Fecha de muestreo : Fecha de ensayo :

Densidad aparente de la arena Intento Nº 1 2 3 Promedio

Peso del molde Peso del molde + arena D.A.S.= Volumen del molde Densidad aparente suelta ( D.A.S.)

Calibración del cono y espacio de la placa base con arena Intento Nº 1 2 3 Promedio

Peso del aparato de densidad lleno de arena Peso del aparato con arena remanente W5 = Peso arena en el cono y espacio de la placa base

Determinación del contenido de humedad del suelo extraído en terreno Peso recipiente + suelo húmedo Peso recipiente + suelo seco Peso recipiente Peso suelo seco Peso agua Contenido de humedad ( % ) Peso del suelo seco removido ( W12 ) =

Determinación del volumen del suelo extraído Peso del aparato de densidad lleno de arena Peso del aparato con arena remanente Volumen del suelo ( cm3 ) Densidad seca in situ = Observaciones :